高溫體系下有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺交聯(lián)實(shí)驗(yàn)影響因素

盛駿杰 邰春磊 孫凱 唐磊 楊康（長(zhǎng)江大學(xué)湖北省油氣鉆采工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北武漢 430000）

有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺在油田進(jìn)入高含水期提高采收率方面有很廣泛的應(yīng)用，但是每個(gè)油田儲(chǔ)層高壓物性各不相同，應(yīng)用時(shí)需要考慮有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺在油田配伍性。因此本實(shí)驗(yàn)觀察在高溫條件下分析影響有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺交聯(lián)軀體的效果。

一、實(shí)驗(yàn)藥品

主要實(shí)驗(yàn)藥品：恒溫烘箱，流變儀，燒杯等；陰離子聚丙烯酰胺（北京恒聚），有機(jī)鉻交聯(lián)劑（勝利油田），HC L，NaOH等。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

（1）小型恒溫箱

（2）HA A K ER S 150型流變儀

（3）恒速攪拌器

（4）試管若干根

三、實(shí)驗(yàn)方法

在實(shí)驗(yàn)室條件下配置不同濃度下的有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺，并選取在120℃的實(shí)驗(yàn)條件，將不同的濃度的有機(jī)鉻-聚丙烯酰胺加入不同pH值后，采用單因素變化法安排實(shí)驗(yàn)工作，通過控制pH值，礦化度等實(shí)驗(yàn)因素觀察現(xiàn)象。

四、結(jié)果與討論

1.礦化度對(duì)成膠的影響

分別取蒸餾水，5000 p p m，10000 p p m及20000 p p m加入相同量的HP A M和交聯(lián)劑放入120℃恒溫箱中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 礦化度對(duì)成膠性能的影響

如表格1所示：隨著溶液體系的礦化度濃度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時(shí)間縮短；溶液體系的粘度降低。這是由于陰離子型聚丙烯酰胺隨礦化度升高其大分子從舒展?fàn)顟B(tài)逐漸卷曲。因而礦化度升高，溶液的粘度隨之降低。

2.PH值對(duì)成膠的影響

pH值也是影響交聯(lián)的一個(gè)重要因素。在120℃下，將pH值分別調(diào)為3,4,5,6,7,8,9,10觀察體系成膠時(shí)間。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值小于4是體系始終無法成膠而當(dāng)pH值大于9時(shí)體系會(huì)產(chǎn)生沉淀。所以在高溫體系下pH的取值范圍為5～8。且在堿性條件下成膠速度快于酸性條件。這是由于聚丙烯酰胺在水解時(shí)，部分酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，這些羧基并不全部呈離子狀態(tài)，它為一弱電解質(zhì)，在溶液中部分電離。當(dāng)聚丙烯酰胺濃度一定時(shí)，在堿性條件下氫氧根離子的濃度高從而是反應(yīng)加速。但提高加堿比，增加了溶液中的電解質(zhì)含量，過多鹽離子的存在，使電離作用受到抑制影響反應(yīng)進(jìn)行。

3.濃度對(duì)成膠的影響

實(shí)驗(yàn)采用的是有機(jī)鉻交聯(lián)劑，該交聯(lián)劑穩(wěn)定性高，在高溫條件下才能釋放出三價(jià)鉻離子與聚丙烯酰胺進(jìn)行交聯(lián)。取不同濃度的聚丙烯酰胺溶液加入相同量的交聯(lián)劑比較其成膠時(shí)間，可以選取合理濃度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，結(jié)果見表2。

表2 濃度對(duì)成膠時(shí)間的影響

如表格2所示：隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，溶液粘度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時(shí)間縮短。聚丙烯酰胺溶液濃度的增加其大分子之間的接觸力增加，造成溶液之間的內(nèi)摩擦力增加，因此溶液的粘度增加。

小結(jié)

1.隨著溶液體系的礦化度濃度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時(shí)間縮短；溶液體系的粘度降低。

2.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值小于4是體系始終無法成膠而當(dāng)pH值大于9時(shí)體系會(huì)產(chǎn)生沉淀。所以在高溫體系下pH的取值范圍為5～8。

3.隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，溶液粘度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時(shí)間縮短。

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